贝叶斯推理的认知特征及其影响因素的实验研究

贝叶斯推理因其涉及到复杂的认知加上而备受认知心理学家的关注，自Kahneman70年代的开拓性研究以来，已经成为近30年来概率推理心理学研究的重要课题。这一课题的研究对于探讨概率推理的认知心理规律和指导人们概率思维、判断与决策具有重要的理论意义和现实意义。 本研究的目的主要是探讨贝叶斯推理的认知特征与影响贝叶斯推理的主客观因素。本研究以条件概率问题为实验材料，以大学生为被试，以后验概率估计值、后验概率估计准确性和反应时等为因变量，对基础概率在推理中的作用、认知负荷、问题表征与贝叶斯推理的关系，外部表征形式和主体因素对贝叶斯推理的影响等问题进行了研究。设计了4组共9个实验。主要内容如下： 1、基础概率在贝叶斯推理中的作用 第一组实验分为3个实验。实验1探讨不同基础概率水平对贝叶斯推理的影响；实验2探讨基础概率信息呈现的位置对贝叶斯推理的影响；实验3探讨了不同误报率水平下基础概率对贝叶斯推理的影响。结果表明，从概率估计偏向看，概率估计的正确率都较低，相对于贝叶斯定理的标准值，被试在低基础概率条件下偏向于高估，而在高基础概率条件下偏向于低估。我们将这一现象形象地称为“跷跷板效应”。研究结果还表明，高基础概率水平组的后验概率估计比低基础概率水平组高，并且基础概率呈现的先后对后验概率估计没有显著影响；基础概率水平与误报率水平之间存在交互作用，在低基础概率条件下，误报率高则后验概率估计较低，误报率低则后验概率估计值较高。误报率的高低对概率估计反应时有显著影响，高误报率水平比低误报率水平的反应时短。实验结果说明，被试对贝叶斯问题中的基础概率、击中率和误报率都有所考虑，后验概率估计值是粗略地权衡了这三种概率信息的结果，概率估计偏差不是因为忽略基础概率所致。 2、认知负荷及问题表征与贝叶斯推理的关系 中文摘要 第二组实验考虑到贝叶斯推理问题的复杂性，认知负荷过重，使被试不能消晰 地表征问题中集合之间的关系．从而导致了推理的困难。所以本组实验在深入分析 贝叶斯推理的认知操作过程的基础上，考察了任务难度与加工方式与贝叶斯推理的 关系。共分为2个实验：实验二考察了任务难度水平对贝叶斯推理的影响；实验2 探讨分步加工与集中加工对贝叶斯推理影响。结果表明低难度任务比高难度任务山 确率高，分步加工比集中加工的正确率高。这验证了认知负荷超载，对贝叶斯推理 问题的心理表征不清是发生概率估计偏差的原因。 3、问题外部表征对贝叶斯推理的影响 第三组实验的目的是进一步探讨影响贝叶斯推理问题心理表征的客观因素。本 组实验分为2个实验：实验l探讨概率信息合并（击中率、误报率均承载基础概率 信息）对贝叶斯推理的影响：实验2探讨概率信息的图、表表征对贝叶斯推理的影 响。结果表明，在推理准确性上，概率信息合并好T概率信息不合并，概率信息的 图表表征好于文字表征。这说明概率信息的合并和用图、表表征概率信息有助于对 贝叶斯椎理问题的心理表征，从而提高了贝叶斯推理的准确性。图形表征的反应时 比表格表征和文字表征长。这与数据信息的搜索有关。 4、主体因素对贝叶斯推理的影响 第四组实验分为2个实验：实验1探讨概率知识背景对贝叶斯推理的影响：实 验2探讨事件性质与主体关联性对贝叶斯推理的影响。结果表明，概率知识背景有 助于贝叶斯推理；事件与主体有关时，对消极甭件的概率估计低于对积极事件的估 计；事件与主体无关时，对积极事件和消极事件的概率估计无差异。 总之，对基础概率信息的作用的研究，为澄清基础概率忽略现象作出了一定 的贡献，并首次发现了贝叶斯推理中的“跷跷板现象”。同时，对问题加工方式和 外部表征形式的研究，揭示了减轻认知负荷和清晰地表征问题是贝叶斯推理的关 键。概率估计事件与主体的关联性对贝叶斯推理具有重要影响。本研究对深化贝叶 斯推理的研究有重要的理论意义，对人们的概率判断和决策以及思维训练具有指导 意义。